水工设计常见问题答疑:荷载组合篇

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在进行水工建筑物结构计算时,荷载计算和组合是非常重要的一步。结构设 计中涉及的作用包括直接作用(荷载)和间接作用(如地基变形、混凝土收缩、 焊接变形、温度变化或地震等引起的作用)。

问题1:建筑物地基变形计算所用的荷载效应,采用《水闸设计规范》“荷载组合表”中的正常使用工况是否正确?

答:基本组合中的正常使用工况,其中有风压力或浪压力,而风压力和浪压力都是 短时间的可变荷载,对地基的变形难以产生影响不应计入。其次,对正常使 用工况中的可变荷载(静水压力、扬压力等),也不能直接叠加。因此,水工建 筑物有关设计规范“荷载组合表”中的任何荷载组合,都不适用于计算地基沉 降。应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)的要求, 考虑长期效应,采用准永久组合。

问题2:某挡土墙稳定计算时,是否未考虑墙前最低水位的不利工况的荷载组合?

答:墙前最低水位的工况,因《水工挡土墙设计规范》(SL 379—2007)中的“荷载组合表”未列出,有时会遗漏。墙前最低水位是特殊组合,墙前为最低水位,墙后为最高水位,此时作用 于挡土墙上的荷载有自重、水重、土压力、水压力、扬压力、浪压力、附加荷载 等。墙前最低水位对挡土墙的稳定和内力影响都较大,设计时必须进行验算。

问题3:钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度验算时,采用荷载效应的基本组合进行计算是否可以?

答:钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度计算时,应按荷载效应的标准组合,不应是荷载效应的基本组合。标准组合是指永久荷载与可变荷载均采用标准值的荷载效 应组合。正常使用极限状态验算时,应按荷载效应的标准组合,承载力极限 状态设计时,按荷载效应的基本组合,两者不能混淆。

问题4:闸室稳定计算时,将《水闸设计规范》 “荷载组合表”中各项荷载,按《水工建筑物荷载设计规范》中荷载计算 分别乘以作用分项系数是否合适?

答:闸室稳定计算和结构计算都是按照承载能力极限状态设计,但闸室稳定计算时,其分项系数均为1.0。《水闸设计规范》(SL 265—2016)对荷载计算未要求乘以分项系数,这与现行国家标准《建筑地基基础设计辑 范》(GB 50007—2002)的规定完全一致。闸室结构计算,则应按照要求分别乘 以分项系数。臂如,稳定计算时,扬压力的分项系数为1.0;而在底板配筋计算 时,扬压力的作用分项系数应分别乘以分项系数,其中浮力应采用1.0,渗透压力应采用1.20。

问题5:验算闸室地基承载力和计算底板配筋时,采用《水闸设计规范》  “荷载组合表”中的基本组合作为设计荷载是否合适?

答:完建工况基底压力最大,是验算闸室地基承载力的控制工况,可直接采用“荷载组合 表”中的基本组合。而对于底板配筋计算,则不能直接采用,应按承载力极限状态下基本组合的设计值。具体可按照现行行业标准《水工混凝土结构设计规范》 (SL 191—2008)第3. 2. 2条进行计算。

问题6:泵房和闸室结构计算时,对直接承受动荷载作用的构件,荷载计算时,活荷载是否考虑动力系数?

答:动荷载是一种偶然荷载,对结构的作用为偶然作用,只需要进行承载能力极 限状态进行设计,可不进行正常使用极限状态设计。在承载能力极限状态设计 中,偶然荷载只参与偶然组合。对直接承受动荷载作用的结构,在进行静力计箅时应考虑动力系数,其数值可按上述规范规定采用,其动力作用只考虑传至 直接承受动力荷载的结构,其他部分计算时可不考虑。

本文摘录《水工结构设计常见问题解析1》  唐金忠 编著,转载自水利工程师茶楼

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